[发明专利]防视频、照片欺骗的人脸活体检测方法

权利要求书

1.一种防视频、照片欺骗的人脸活体检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)对摄像设备获得的视频帧进行人脸检测，以划分出人脸区域和背景区域，在背景区域中选出左、右、上三个背景对比区域L、R、U；

2)计算各对比区域的稠密光流场V_L、V_R、V_U，以表达视频帧中背景区域的运动现象；

3)当V_R0或V_L0或V_U0时，则判定背景区域存在运动现象，检测是否存在两个及两个以上发生运动的背景对比区域；

4)统计发生运动的各背景对比区域的光流方向角直方图H_L、H_R、H_U；

5)利用直方图相交法计算背景对比区域的光流方向角直方图的相似性，当计算得到的结果大于等于预设相似性值时，则背景对比区域出现一致性抖动现象，即判定为出现手持人脸视频攻击；

6)将步骤1)中采集到的人脸区域图像转化为灰度图，并归一化至128*128像素大小；

7)计算人脸区域图像的梯度方向直方图HOG特征；

8)将归一化的人脸图像分为四等分，分别提取各子图局部二值模式的等价模式，统计等价模式的LBP直方图特征，将各子图的LBP特征串联成整张人脸的LBP特征向量；

9)将步骤7)得到的人脸区域图像的梯度方向直方图特征与步骤8)得到的整张人脸的LBP特征向量相组合作为最终人脸活体检测的特征向量，再利用所述最终人脸活体检测的特征向量训练SVM活体与非活体分类器，然后利用训练后的SVM活体与非活体分类器实现人脸活体检测，以抵御人脸视频攻击。

2.根据权利要求1所述的防视频、照片欺骗的人脸活体检测方法，其特征在于，步骤1)的具体操作为：

1a)对摄像设备获得的视频帧进行人脸检测，以获取到的人脸区域高度H和宽度W为基准，分别向人脸左边、右边和上部区域扩展，其中，将人脸右区域扩展一个人脸的宽度W，将人脸左区域扩展一个人脸的宽度W，以排除肩部对背景的干扰，将人脸下部区域向上扩展一个人脸的高度H，以排除头发对背景的干扰；

1b)根据1a)的扩展结果，参考人脸区域的位置划分扩展背景，以形成背景对比矩形区域；

1c)将所有背景对比区域中高度、宽度的最小值作为归一化背景对比矩形区域的尺度，得大小统一的各背景对比区域。

3.根据权利要求1所述的防视频、照片欺骗的人脸活体检测方法，其特征在于，步骤2)的具体操作为：

根据稠密光流场定义，按照式(1)计算各背景对比区域中所有像素的光流矢量v及光流方向角θ，其中，

v＝[x,y]^T，θ＝tan^-1(y/x) (1)

其中，x为水平方向的光流幅值，y为垂直方向的光流幅值；

构建如下式所示的背景对比区域的稠密光流场：

V_R＝[v₁,v₂,...,v_m]；V_L＝[v₁,v₂,...,v_n]；V_U＝[v₁,v₂,...,v_p]

Φ_R＝[θ₁,θ₂,...,θ_m]；Φ_L＝[θ₁,θ₂,...,θ_n]；Φ_U＝[θ₁,θ₂,...,θ_p]

其中，Φ_R、Φ_L、Φ_U分别为背景对比区域R、L、U的光流方向角矢量。